(57)【要約】【課題】過去の作業実績から部品特性と動作種別に基づく作業者の作業特性を求め、製品の組立に要する予測時間を算出する組立時間予測装置等を提供する。【解決手段】製品を構成する部品に関する部品情報、及び当該製品の組立手順に関する組立手順情報に基づいて、各部品についての動作に要した時間に基づく時間特性値を実績情報として管理する実績情報管理部２３０と、実績情報管理部２３０が管理する実績情報に基づいて、前記各部品を部品特性ごとに分類し、当該分類された部品特性に対する動作種別を抽出し、当該動作種別の各動作についての前記時間特性値から、作業者ごとに作業特性情報を生成する特性情報生成部２４０と、組立対象製品の部品情報、及び組立手順情報について、前記特性情報生成部２４０が生成した作業特性情報に基づいて、当該組立対象製品の組立に要する予測時間を作業者ごとに算出する予測時間算出部２５０とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
製品の組立時間を予測する組立時間予測装置において、
製品を構成する部品に関する部品情報を管理する部品情報管理手段と、
前記製品の組立手順に関する組立手順情報を管理する組立手順情報管理手段と、
前記部品情報管理手段が管理する部品情報、及び組立手順情報管理手段が管理する組立手順情報に基づいて、各部品についての動作に要した時間に基づく時間特性値を実績情報として管理する実績情報管理手段と、
前記実績情報管理手段が管理する実績情報に基づいて、前記各部品を部品特性ごとに分類し、当該分類された部品特性に対する動作種別を抽出し、当該動作種別の各動作についての前記時間特性値から、作業者ごとに作業特性情報を生成する特性情報生成手段と、
組立対象製品の部品情報、及び組立手順情報について、前記特性情報生成手段が生成した作業特性情報に基づいて、当該組立対象製品の組立に要する予測時間を作業者ごとに算出する予測時間算出手段とを備える組立時間予測装置。
【請求項２】
請求項１に記載の組立時間予測装置において、
任意の一の作業者の前記作業特性情報における部品特性ごとの一の動作種別について、前記実績情報として当該一の動作種別の時間特性値が管理されていない場合に、当該管理されていない一の動作種別についての時間特性値を、当該任意の一の作業者の他の動作種別の時間特性値、及び／又は任意の他の作業者の時間特性値から推定する推定手段を備え、
前記予測時間算出手段が、前記推定手段にて推定された情報に基づいて予測時間を算出する組立時間予測装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の組立時間予測装置において、
前記部品特性が、部品の形態、サイズ、重さ、比重、硬度、及び材質の少なくとも一から抽出される特性である組立時間予測装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の組立時間予測装置において、
前記部品特性には使用する工具の特性が含まれ、前記動作種別には使用する工具に対する動作種別が含まれる組立時間予測装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の組立時間予測装置で算出された作業者ごとの予測時間に基づいて、組立対象製品の総組立時間が最小になるように、当該作業者の人員配置を作業工程ごとに決定する人員配置決定装置。
【請求項６】
製品の組立時間を予測する組立時間予測方法において、
製品を構成する部品に関する部品情報、及び当該製品の組立手順に関する組立手順情報に基づいて、各部品についての動作に要した時間に基づく時間特性値を実績情報として管理し、当該実績情報に基づいて、前記各部品を部品特性ごとに分類し、当該分類された部品特性に対する動作種別を抽出し、当該動作種別についての前記時間特性値から、作業者ごとに作業特性情報を生成する特性情報生成ステップと、
組立対象製品の部品情報、及び組立手順情報について、前記特性情報生成ステップで生成された作業特性情報に基づいて、当該組立対象製品の組立に要する予測時間を作業者ごとに算出する予測時間算出ステップとを含む組立時間予測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製品の組立時間を予測する組立時間予測装置に関し、特に、部品特性と動作種別に基づく作業者の特性情報から組立時間を予測する組立時間予測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
生産計画において組立時間の予測は、部品数と標準部品組み付け時間の積を集計することにより算出できる。より詳細に算出する方法としては、製品を構成する部品を比較し、類似する製品の実績を参照することにより、組立時間を予測する方法等が開示されている（例えば、特許文献１、２を参照）。
【０００３】
大量生産の場合は、機械による組立が多用されることが多く、また人手を用いる場合であっても、作業者の熟練度が向上することで、一定時間経過後の平準化された組立時間の詳細な予測を行うことは、それほど困難ではない。しかし、人手による組立作業の初期段階においては、作業者の熟練度が低いために、作業者個人の特性（器用性など）により、組立時間に大きな差が出る（例えば、ある製品では組立時間が同じであった２人の作業者でも、別製品の組立では時間に差が発生する）。少量多品種生産を、人手による工程を含めて実施するよう計画する場合には、このような作業者の特性を考慮する必要があるため、作業時間を予測することは非常に困難である。
【０００４】
組立作業をセル生産方式で行う場合、１製品の組立時間の実績により作業者毎の作業時間を取得できるが、ライン生産方式のように工程を分割し、当該各工程を作業者が分担する場合には、作業者の配置により組立時間に誤差が発生する。そこで、作業の効率化を図るために、作業者の最適配置や作業時間の調整を行うための技術が開示されている（例えば、特許文献３、ないし５を参照）。
【特許文献１】特開平７−１６４２６７号公報
【特許文献２】特開２００７−１３３６６４号公報
【特許文献３】特開平６−１９５３１号公報
【特許文献４】特開昭６４−２７８３１号公報
【特許文献５】特開２００５−２８４４１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１、及び２示す技術は、過去に生産（又は組立）を行った製品と類似する製品のデータから予測処理を行うため、過去に生産を行った製品と異なる製品については、正確な予想ができない場合があるという課題を有する。
【０００６】
また、作業者ごとに異なる作業特性（例えば、器用性）については評価基準がないため、最適な人員配置の調整等は、計画策定者に依存せざるを得ない。例えば、過去に生産を行った製品の作業工程に、緻密な作業を必要とする工程が追加されている場合に、器用な作業者とそうでない作業者との作業速度には大きな差が発生してしまい、予測の意味がなくなってしまう。
【０００７】
特許文献３、及び４に示す技術は、作業者の能力（熟練度、作業速度比等）を求めるには、人による判断が必要であり、作業者の特性（特に、器用性）をパラメタ化することができないため、正確に作業者の配置が行われない可能性があるという課題を有する。
【０００８】
特許文献５に示す技術は、特定の作業に対する時間の変化をパラメタ化しているが、その作業の対象物については考慮されていないため、同じ作業であれば対象物が何であっても同じ習熟曲線が用いられ、組立時間を正確に算出することができないという課題を有する。
【０００９】
そこで、本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、過去の作業実績から部品特性と動作種別に基づく作業者の作業特性を求め、求めた作業特性を考慮して製品の組立に要する予測時間を算出する組立時間予測装置等を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（１．組立時間予測装置）
本願に開示する組立時間予測装置は、製品の組立時間を予測する組立時間予測装置において、製品を構成する部品に関する部品情報を管理する部品情報管理手段と、前記製品の組立手順に関する組立手順情報を管理する組立手順情報管理手段と、前記部品情報管理手段が管理する部品情報、及び組立手順情報管理手段が管理する組立手順情報に基づいて、各部品についての動作に要した時間に基づく時間特性値を実績情報として管理する実績情報管理手段と、前記実績情報管理手段が管理する実績情報に基づいて、前記各部品を部品特性ごとに分類し、当該分類された部品特性に対する動作種別を抽出し、当該動作種別についての前記時間特性値から、作業者ごとに作業特性情報を生成する特性情報生成手段と、組立対象製品の部品情報、及び組立手順情報について、前記特性情報生成手段が生成した作業特性情報に基づいて、当該組立対象製品の組立に要する予測時間を作業者ごとに算出する予測時間算出手段とを備えるものである。
【００１１】
このように、本願に開示する組立時間予測装置は、製品を構成する部品の部品情報と製品の組立手順に関する組立手順情報に基づいて、各部品についての動作に要した時間に基づく時間特性値を実績情報として管理し、当該実績情報に基づいて、各部品を部品特性ごとに分類し、当該分類された部品特性に対する動作種別を抽出し、当該動作種別についての時間特性値から、作業者ごとに作業特性情報を生成するため、どのような部品（部品特性）に対するどのような動作（動作種別）に対して、どれくらいの時間を要したかを取得することができ、作業者の詳細な作業特性（器用性）をパラメタ化して予測の判断基準として用いることができるという効果を奏する。
【００１２】
また、当該作業特性情報に基づいて、組立対象製品の組立に要する予測時間を作業者ごとに算出するため、作業特性情報が持つ、部品特性の動作種別ごとの詳細な作業時間を取得し、特に、多品種少量の生産を行う場合において正確な組立予測時間を算出することができるという効果を奏する。
なお、部品特性とは、例えば部品の大きさや重さの特性であり、動作種別とは、例えば移動や回転等の動作の種別のことである。
【００１３】
（２．推定手段）
本願に開示する組立時間予測装置は、任意の一の作業者の前記作業特性情報における部品特性ごとの一の動作種別について、前記実績情報として当該一の動作種別の時間特性値が管理されていない場合に、当該管理されていない一の動作種別についての時間特性値を、当該任意の一の作業者の他の動作種別の時間特性値、及び／又は任意の他の作業者の時間特性値から推定する推定手段を備え、前記予測時間算出手段が、前記推定手段にて推定された情報に基づいて予測時間を算出するものである。
【００１４】
なお、推定する際には、過去に作業実績がない部品特性に対する動作種別に最も近い条件の、一の部品特性に対する動作種別の時間特性値に基づいて推定するようにしてもよいし、作業実績がない部品特性に対する動作種別に近い条件の、複数の部品特性に対する動作種別の時間特性値に基づいて推定するようにしてもよい。例えば、大きさが「中」の部品を回転する動作についての実績データがなく、大きさが「大」の部品を回転する動作、及び大きさが「小」の部品を回転する動作についての実績データがある場合には、大きさが「大」の部品を回転する動作、及び大きさが「小」の部品を回転する動作の双方についての実績データから推定してもよいし、大きさが「大」の部品を回転する動作、又は大きさが「小」の部品を回転する動作についてのいずれか一方の実績データから推定してもよい。
【００１５】
（３．部品特性）
本願に開示する組立時間予測装置は、前記部品特性が、部品の形態、サイズ、重さ、比重、硬度、及び材質の少なくとも一から抽出される特性であるものである。
なお、上記以外にも、必要に応じて部品特性が抽出されてもよい。例えば、表面形状、表面仕上げ、光沢等により部品の掴み易さや部品に触れる領域の制限があるような場合には、部品特性として抽出するようにしてもよい。
【００１６】
（４．工具による動作種別）
本願に開示する組立時間予測装置は、前記部品特性には使用する工具の特性が含まれ、前記動作種別には使用する工具に対する動作種別が含まれるものである。
【００１７】
（５．人員配置決定装置）
本願に開示する人員配置決定装置は、前記組立時間予測装置で算出された作業者ごとの予測時間に基づいて、組立対象製品の総組立時間が最小になるように、当該作業者の人員配置を作業工程ごとに決定するものである。
【００１８】
これまで、本発明を装置として示したが、所謂当業者であれば明らかであるように本発明を方法、及び、プログラムとして捉えることもできる。これら前記の発明の概要は、本発明に必須となる特徴を列挙したものではなく、これら複数の特徴のサブコンビネーションも発明となり得る。
【００１９】
すなわち、本願に開示する組立時間予測装置の構成要素または構成要素の任意の組合せを、方法、装置、回路、システム、コンピュータプログラム、記録媒体、データ構造などに適用したものも、他の態様として有効である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を説明する。本発明は多くの異なる形態で実施可能である。従って、本実施形態の記載内容のみで本発明を解釈すべきではない。また、本実施形態の全体を通して同じ要素には同じ符号を付けている。
【００２１】
以下の実施の形態では、主に装置について説明するが、所謂当業者であれば明らかな通り、本発明は方法、及び、コンピュータを動作させるためのプログラムとしても実施できる。また、本発明はハードウェア、ソフトウェア、または、ハードウェア及びソフトウェアの実施形態で実施可能である。プログラムは、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、光記憶装置、または、磁気記憶装置等の任意のコンピュータ可読媒体に記録できる。さらに、プログラムはネットワークを介した他のコンピュータに記録することができる。
【００２２】
（本発明の第１の実施形態）
本実施形態に係る組立時間予測装置について、図１ないし図７を用いて説明する。図１は、本実施形態に係る組立時間予測装置のハードウェア構成図、図２は、本実施形態に係る組立時間予測装置の機能ブロック図、図３は、実績情報管理部が管理する実績情報の一例を示す図、図４は、特性情報作成部が作成する特性情報の一例を示す図、図５は、本実施形態に係る組立時間予測装置の動作を示す第１のフローチャート、図６は、本実施形態に係る組立時間予測装置の動作を示す第２のフローチャート、図７は、本実施形態に係る組立時間予測装置の処理結果を示す図である。
【００２３】
（１．構成）
以下に、本実施形態に係る組立時間予測装置の構成について説明する。図１において、コンピュータ１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１０１、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）１０２、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）１０３、フラッシュメモリ（Ｆｌａｓｈ  Ｍｅｍｏｒｙ）１０４、外部記憶装置であるＨＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ）１０５、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）カード１０６、マウス１０７、キーボード１０８、ビデオカード１０９、このビデオカード１０９と電気的に接続する表示装置であるディスプレイ１０９ａ、サウンドカード１１０、このサウンドカード１１０と電気的に接続する音出力装置であるスピーカ１１０ａ及びフレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体を読み書きするドライブ１１１からなる。
なお、上記ハードウェア構成はあくまで一例を示したものであり、構成要素の変更をすることができるのは当然である。
【００２４】
図２において、組立時間予測装置２００は、部品情報管理部２１０と組立手順管理部２２０と実績情報管理部２３０と特性情報作成部２４０と予測時間算出部２５０と測定データ２６０と特性情報２７０とを備える。
【００２５】
部品情報管理部２１０は、製品に関する情報として入力された製品情報２０１における、製品を構成する部品に関する部品情報を管理する処理を行う。なお、部品情報とは、例えば部品の種類、サイズ、材質等の情報であり、ＣＡＤデータから取得することができる情報であってもよい。
【００２６】
組立手順管理部２２０は、入力された製品情報２０１における、製品の組立手順に関する組立手順情報を管理する処理を行う。なお、組立手順情報とは、例えば組立の順番、部品単位の詳細な動作、部品ごとの変移量等の情報であり、デジタルモックアップシステムから取得することができる情報であってもよい。
実績情報管理部２３０は、部品ごとの詳細な動作を行った場合の実績情報を作業者ごとに管理する処理を行う。
【００２７】
ここで、実績情報管理部２３０が管理する実績情報について詳細に説明する。図３に、作業者ごとの組立実績情報を示す。図３（ａ）は、Ａ氏が製品０１を組立てた場合の組立実績情報であり、図３（ｂ）は、Ｂ氏が製品０１を組立てた場合の組立実績情報である。それぞれの組立実績情報における項目のうち、部品番号３０１は製品０１を構成する全ての部品を識別するためのユニークな番号、備考３０２は部品の種類、サイズ３０３は部品の大きさ、動作３０４は部品に対する作業者の動作、変移量３０５は各動作における部品の移動量（移動距離、移動角度等）、実測時間３０６は作業者が動作を行うのに要した時間の実測値である。例えば、図３（ａ）において、Ａ氏は部品番号１００１の底板（サイズ１００ｍｍ）を８００ｍｍ移動するのに１．５秒掛かっていることがわかる。
【００２８】
部品番号３０１は、装置が自動で番号を割り振ることで得ることができ、備考３０２、及びサイズ３０３は、部品情報管理部２１０が管理する部品情報から得ることができ、動作３０４、及び変移量３０５は、組立手順管理部２２０が管理する組立手順情報から得ることができ、実測時間３０６は、図２の測定データ２６０から得ることができる。
上記実績情報は、製品ごとに作業者ごとに作成されて管理されている。
【００２９】
図２に戻って、特性情報作成部２４０は、実績情報管理部２３０が管理する実績情報に基づいて、作業者ごとの特性情報を作成し、特性情報２７０に格納する処理を行う。
ここで、特性情報作成部２４０が作成する特性情報２７０について詳細に説明する。図４に、作業者ごとの特性情報を示す。図４（ａ）は、Ａ氏の特性情報であり、図４（ｂ）は、Ｂ氏の特性情報である。これらの特性情報は、実績情報管理部２３０が管理する実績情報に基づいて作成される。
【００３０】
それぞれの特性情報のマトリックスにおける行は部品特性を示し、列は部品に対する作業者の動作種別を示す。部品特性とは大きさや重さにより分類した特性であり、図３に示す実績情報のサイズ３０３や部品情報管理部２１０が管理する部品情報（部品の材質等）から得ることができる。動作種別とは作業者が部品に対して行う動作を種別ごとに分類したものであり、大きくは移動、回転、変形等の動作に分類され、それぞれの動作の動作量ごとさらに分類することができる。
【００３１】
特性情報作成部２４０は、このマトリックスに、実績情報管理部２３０が管理する実績情報のデータを当てはめることで、特性情報を作成する。例えば、図３（ａ）において、Ａ氏は部品番号１００１の底板（サイズ１００ｍｍ、材質が鉄であるとする）を８００ｍｍ移動するのに１．５秒掛かっている。この情報を図４（ａ）のマトリックスに当てはめると、部品番号１００１を大きくて重い（材質が鉄であるため）部品種別として判断し、８００ｍｍの移動を大きな移動量である動作種別として判断する。つまり、２列目の１行目（部品種別が大（重）、動作種別が移動（大））に１．５秒が割り当てられる。このように、全ての実績情報が特性情報のマトリックスに割り当てられる。
なお、マトリックス上の同じセルに異なるデータが割り当てられる場合もあるが、その場合は、最新の情報を割り当ててもよいし、平均値を割り当ててもよい。
【００３２】
また、ここでは、部品種別と動作種別を図４に示すような分類にしたが、図４の特性情報はあくまで一例であり、分類は利用者が任意に行うことができる。例えば、変移量や大きさを大、中、小ではなく、０〜１０ｍｍ、１１ｍｍ〜２０ｍｍというように明確な数値で分類してもよいし、動作種別についても、分解や剥離等、移動、回転、変形だけに限定されず、移動の中でも平行移動、垂直移動、斜め移動等に分類されてもよい。さらに、部品特性には、部品の形態、サイズ、重さ、比重、硬度、及び材質等の情報から得られる特性が追加されてもよい。
【００３３】
図２に戻って、予測時間算出部２５０は、部品情報管理部２１０が管理する部品情報、組立手順管理部２２０が管理する組立手順情報、及び特性情報から、製品の組立に要する予測時間を算出する処理を行う。ここで、組立時間を予測する対象となる製品は、例えば新製品等の実績データが存在していない新規の製品である。
【００３４】
測定データ２６０は、作業者が部品に対して行った動作時間の実測データが格納されるデータ部である。この実測データは、初期の状態では、作業者に前準備としていくつかの動作を行ってもらい、その実測データを格納する。その後は、実際の組立作業における動作を常時、又は定期的に測定して、その実測データを格納する。実際の組立作業を行う中で実測データは蓄積され、予測時間の算出に利用するための情報を収集することができる。
【００３５】
特性情報２７０は、特性情報作成部２４０が作成した特性情報（図４を参照）を格納するデータ部である。図４からわかる通り、この特性情報は、作業者ごとの実績情報に基づいて作成されるため、実績のないセルについては空白となり、予測時間を算出することができない場合がある。そのような場合は、空白のセルの値を、その周辺のセルの値、又は他の作業者の実績情報から推定して算出することができる。この推定処理についての詳細は後述する。
【００３６】
（２．動作）
以下に、本実施形態に係る組立時間予測装置の動作について説明する。図５は、特性情報を生成するまでの処理を示すフローチャートである。図５において、まず、ＣＡＤデータやデジタルモックアップデータから製品情報２０１を取得する（ステップＳ５０１）。製品情報には、部品に関する情報や組立手順に関する情報が含まれる。測定データ２６０から作業内容を取得し（ステップＳ５０２）、部品特性、及び動作種別を決定する（ステップＳ５０３、５０４）。実測データから特性値を求めて特性情報のマトリックスに登録する（ステップＳ５０５）。
【００３７】
なお、特性値については、実際に動作に要した時間でもよいし、単位距離（又は角度）当たりの時間でもよい。また、それらの時間に、作業者や周辺環境の特性を重み付けした値でもよい。例えば、作業時間が長時間に及んでいる場合に測定した値であれば、作業者が疲労して動作に時間が掛かっていると考えられるため、重み付けにより調整して適正値を求める。また、夏場の暑い中での作業と適温の場合の作業とでは、作業者の動作に差が生じるため、重み付けにより調整して適性値を求める。
【００３８】
全ての部品特性における動作種別について特性値が登録されたかどうかを判定し（ステップＳ５０６）、全ての特性値が登録されていなければ、ステップＳ５０２に戻って、全ての特性値が登録されるまで処理が繰り返され、全ての特性値が登録されていれば、特性情報を生成する処理を終了する。
【００３９】
図６は、予測時間を算出する処理を示すフローチャートである。図６において、まず、これから組立を行う対象となる製品の指示情報と、その製品に関するＣＡＤデータやデジタルモックアップデータからの製品情報２０１を取得する（ステップＳ６０１）。工程ごとの作業予定者を作業予定者情報から読み込んで設定する（ステップＳ６０２）。ステップＳ６０１で取得した組立対象製品の組立時間予測テーブル（図３の実績情報において、「実測時間」の項目が「予測時間」に変更されたもの）から、作業内容を取得し（ステップＳ６０３）、部品特性、及び動作種別を決定する（ステップＳ６０４、６０５）。部品特性における動作種別ごとに、図５で生成した特性情報から、対応する特性値を検索し（ステップＳ６０６）、予測時間を組立時間予測テーブルに登録する（ステップＳ６０７）。
【００４０】
全ての部品特性における動作種別について予測時間が登録されたかどうかを判定し（ステップＳ６０８）、全ての予測時間が登録されていなければ、ステップＳ６０３に戻って、全ての予測時間が登録されるまで処理が繰り返され、全ての予測時間が登録されていれば、予測時間を集計し（ステップＳ６０９）、ディスプレイ１０９ａに表示して（ステップＳ６１０）、予測時間を算出する処理を終了する。
【００４１】
上記処理により算出された予測時間について説明する。図７において、図７（ａ）は、上記ステップＳ６０３における、組立時間予測テーブルであり、図７（ｂ）は、組立時間予測テーブルにＡ氏の予測時間が登録されたものであり、図７（ｃ）は、組立時間予測テーブルにＢ氏の予測時間が登録されたものである。
なお、項目中の「標準時間」には、目安となる標準時間が登録されている。この値は、作業者の平均値や目標値等の値が設定される。
【００４２】
図７（ａ）において、図３の場合の製品とは異なる製品０２の組立を行うとする。従って、製品を構成する部品や動作が異なっている。図７（ａ）の情報は、製品情報２０１から取得することができる。この図７（ａ）のテーブルに、作業者ごとの特性値から求められる予測時間を登録して図７（ｂ）、及び図７（ｃ）の組立時間予測テーブルが作成される。
【００４３】
具体例を挙げて説明する。例えば、Ａ氏について、部品番号２０１１のパネル（サイズ１５ｍｍ）を７５ｍｍ移動する場合の予測時間を登録する場合、まず部品特性と動作種別を決定する。ここでは、サイズが１５ｍｍであるため「小」部品であると判断され、７５ｍｍの移動であるため「移動（小）」であると判断される。つまり、図４（ａ）における１列目の５行目の「２．０」が特性値となり、ここでは、そのまま予測時間として登録される。なお、特性値が単位距離（又は角度）当たりの時間であるような場合には、特性値から予測時間に変換して登録する。
【００４４】
全ての部品特性についての動作種別の予測時間が登録されると、それらを集計することで、製品の組立時間を予測することができる。図３の場合と比較してわかる通り、製品０１の組立については、Ａ氏もＢ氏も３０秒で完了しているが、製品０２については、Ａ氏は３１．３秒掛かり、Ｂ氏は２６．９秒で完了している。つまり、製品０２の組立については、Ａ氏よりもＢ氏のほうが向いていることがわかる。そして、利用者は、予測時間が早い作業者（Ｂ氏）を作業工程に割り当てることで、全体の作業の効率化を図ることができる。
【００４５】
このように、本実施形態に係る組立時間予測装置は、製品を構成する部品の部品情報と製品の組立手順に関する組立手順情報に基づいて、各部品についての動作に要した時間を実績情報として管理し、当該実績情報に基づいて、各部品を部品特性ごとに分類し、当該分類された部品特性に対する動作種別を抽出し、当該動作種別の各動作に要した動作時間から、作業者ごとに作業特性情報を生成するため、どのような部品（部品特性）に対するどのような動作（動作種別）に対して、どれくらいの時間を要したかを取得することができ、作業者の詳細な作業特性（器用性）をパラメタ化して予測の判断基準として用いることができる。
【００４６】
また、作業特性情報に基づいて、組立対象製品の組立に要する予測時間を作業者ごとに算出するため、作業特性情報が持つ、部品特性の動作種別ごとの詳細な作業時間を取得し、特に、多品種少量の生産を行う場合において正確な組立予測時間を算出することができる。
【００４７】
さらに、部品特性が、部品の形態、サイズ、重さ、比重、硬度、及び材質の少なくとも一から抽出される特性であるため、様々な角度から部品の特性を判断することで、作業者の特性を詳細に設定することができ、より正確な予測時間を算出することができる。
【００４８】
（本発明の第２の実施形態）
本実施形態に係る組立時間予測装置について、図８を用いて説明する。図８は、本実施形態に係る組立時間予測装置の動作を示すフローチャートである。
なお、本実施形態において、前記第１の実施形態と重複する説明については省略する。
【００４９】
（１．構成）
本実施形態に係る組立予測装置２００の構成は、第１の実施形態と同様であるため説明は省略するが、予測時間算出部２５０の機能が拡張されている点が異なる。
予測時間算出部２５０は、部品情報管理部２１０が管理する部品情報、組立手順管理部２２０が管理する組立手順情報、及び特性情報２７０から、製品の組立に要する予測時間を算出する処理を行うが、図４に示すように、特性情報２７０の全てのマトリックスに対応する実測データが存在するとは限らない。そこで、予測時間算出部２５０が特性値の推定処理を行うことでデータを補完する。
【００５０】
推定処理には、大きく２種類あり、１つはデータが存在しないセルの特性値を、そのセルの近傍のセルに登録されている特性値から推定する。もう１つは、他の作業者の特性値からデータが存在しないセルの特性値を推定するものである。
【００５１】
前者の場合、近傍のセルとして上下の２つ、左右の２つ、上下左右の４つ、又は上下左右に斜め方向まで入れた８つのセルの平均値を特性値として推定することができる。また、他の作業者の特性値の傾向から、単に平均値を求めるのではなく、例えば、左右の値のいずれの値により近い特性値を示す傾向があるかを求め、その重み付けを考慮した推定処理を行うこともできる。具体的には、左のセルが２．０で右のセルが６．０であるとすると、単純に平均値を求めると４．０になるが、他の作業者の傾向から左のセルの値に近い傾向があると判断される場合は、平均値に重み付け係数を掛けて特性値（例えば、係数０．９を掛けて３．６）を算出する。
後者の場合、同じセルの他の作業者の平均値や、他の作業者の中で特に経験年数、性別、年齢等が近い作業者の平均値を特性値として推定することができる。
【００５２】
なお、例えば、予測するセルが「移動」の動作種別の特性値に対して、予測の材料となる隣のセルが「回転」の動作種別の特性値であるような場合には、「移動」と「回転」は異質の動作であることから、「回転」の動作種別の特性値を予測の材料に含めないようにしてもよい。また、逆に、予測するセルが「移動（中）」の動作種別の特性値に対して、予測の材料となる両隣のセルが「移動（小）」、「移動（大）」であるような場合には、いずれも移動の動作であることから、両方を予測の材料に含めるのが好ましい。
【００５３】
（２．動作）
本実施形態に係る組立時間予測装置の動作について説明する。本実施形態において、特性情報を生成するまでの処理は、第１の実施形態に示す図５のフローチャートと同様であるため、説明は省略する。
【００５４】
図８は、予測時間を算出する処理を示すフローチャートである。図８において、ステップＳ９０１からステップＳ９０６までの処理は、図６におけるステップＳ６０１からステップＳ６０６までの処理を同じであるため、説明は省略する。ステップＳ９０６で特性値を検索した結果、特性値がヒットしたかどうかを判定し（ステップＳ９０７）、ヒットした場合は、予測時間を組立時間予測テーブルに登録する（ステップＳ９０９）。ヒットしなかった場合は、特性値を推定して予測時間を求め（ステップＳ９０８）、ステップＳ９０９の処理に進む。
【００５５】
全ての部品特性における動作種別について予測時間が登録されたかどうかを判定し（ステップＳ９１０）、全ての予測時間が登録されていなければ、ステップＳ９０３に戻って、全ての予測時間が登録されるまで処理が繰り返され、全ての予測時間が登録されていれば、予測時間を集計し（ステップＳ９１１）、ディスプレイ１０９ａに表示して（ステップＳ９１２）、予測時間を算出する処理を終了する。
【００５６】
このように、本実施形態に係る組立時間予測装置は、任意の一の作業者の前記作業特性情報における部品特性ごとの一の動作種別について、実績情報として当該一の動作種別の時間特性値が管理されていない場合に、当該管理されていない一の動作種別についての時間特性値を、当該任意の一の作業者の他の動作種別の時間特性値、及び／又は任意の他の作業者の時間特性値から推定するため、任意の一の作業者にとって作業実績のない部品特性に対する動作種別の情報についても、動作に要した時間を推定して予測時間を算出することができる。
【００５７】
（本発明の第３の実施形態）
本実施形態に係る組立時間予測装置について説明する。本実施形態に係る組立時間予測装置においては、部品情報管理部２１０が管理する部品情報に、組立作業に使用する工具の情報が含まれており、組立手順管理部２２０が管理する組立手順に、工具を使用した場合の組立手順の情報が含まれている。
【００５８】
例えば、ネジを使って固定する動作を行う場合、通常は以下の手順で行われる。
（１）ネジを取り出す。
（２）ドライバーを取り出す。
（３）ネジを所定の位置に固定する。
（４）ドライバーをネジに固定する。
（５）ドライバーを回転する。
（６）ドライバーを元に位置に戻す。
【００５９】
つまり、（２）、（４）、（６）については、部品（ネジ）についての動作ではなく、工具（ドライバー）についての動作である。このような工具についての動作種別の特性値を考慮した予測時間の算出を行うために、部品情報管理部２１０が管理する部品情報に、組立作業に使用する工具の情報を含み、組立手順管理部２２０が管理する組立手順に、工具を使用した場合の組立手順の情報を含むデータ構成とする。
【００６０】
なお、工具に特有の動作がある場合（例えば、半田鏝による取り付け動作）は、図４の動作種別に移動、回転等の通常の動作とは異なる、特別な項目（例えば、半田付け）を設けることで対応することが可能である。
【００６１】
このように、本実施形態に係る組立時間予測装置は、部品特性には使用する工具の特性が含まれ、動作種別には使用する工具に対する動作種別が含まれるため、部品に対する動作のみではなく、工具に対する動作に要した時間も予測時間に含んで算出することができるため、より正確な予測時間を算出することができる。
【００６２】
（その他の実施形態）
本実施形態に係る人員配置決定装置について、図９、及び図１０を用いて説明する。図９は、本実施形態に係る人員配置決定装置の機能ブロック図、図１０は、本実施形態に係る人員配置決定装置の動作を示すフローチャートである。
【００６３】
（１．構成）
図９において、人員配置決定装置１０００は、上記各実施形態に係る組立時間予測装置２００の構成に、新たに配置決定部１０１０を備えている。
予測時間算出部２５０の処理内容は、上記各実施形態の場合と同じであるが、本実施形態においては、全ての作業者について、全ての作業工程の組立予測時間が算出される。
配置決定部１０１０は、予測時間算出部２５０が算出した予測時間に基づいて、全作業工程に要する予測時間が最小になるように人員配置を決定する処理を行う。
【００６４】
（２．動作）
本実施形態に係る人員配置決定装置の動作について説明する。本実施形態において、特性情報を生成するまでの処理は、上記各実施形態における図５のフローチャートと同様であるため、説明は省略する。
【００６５】
図１０は、予測時間を算出する処理を示すフローチャートである。図１０において、まず、これから組立を行う対象となる製品の指示情報と、その製品に関するＣＡＤデータやデジタルモックアップデータからの製品情報２０１を取得する（ステップＳ１１０１）。作業工程情報の複数の作業工程から、任意の一の作業工程を読み込み（ステップＳ１１０２）、工程ごとの作業予定者を作業予定者情報から読み込んで設定する（ステップＳ１１０３）。ステップＳ１１０１で取得した組立対象製品の組立時間予測テーブルから、作業内容を取得し（ステップＳ１１０４）、部品特性、及び動作種別を決定する（ステップＳ１１０５、１１０６）。部品特性における動作種別ごとに、図５で生成した特性情報から、対応する特性値を検索し（ステップＳ１１０７）、特性値を検索した結果、特性値がヒットしたかどうかを判定し（ステップＳ１１０８）、ヒットした場合は、予測時間を組立時間予測テーブルに登録する（ステップＳ１１１０）。ヒットしなかった場合は、特性値を推定して予測時間を求め（ステップＳ１１０９）、ステップＳ１１１０の処理に進む。
【００６６】
全ての部品特性における動作種別について予測時間が登録されたかどうかを判定し（ステップＳ１１１１）、全ての予測時間が登録されていなければ、ステップＳ１１０４に戻って、全ての予測時間が登録されるまで処理が繰り返され、全ての予測時間が登録されていれば、予測時間を集計する（ステップＳ１１１２）。全ての作業者について設定済みかどうかを判定し（ステップＳ１１１３）、全ての作業者について設定済みではない場合は、ステップＳ１１０３に戻って、全ての作業者について設定されるまで処理が繰り返され、全ての作業者が設定されていれば、全ての作業工程について読み込み済みかどうかを判定する（ステップＳ１１１４）。全ての作業工程について設定済みではない場合は、ステップＳ１１０２に戻って、全ての作業工程について読み込まれるまで処理が繰り返され、全ての作業工程が読み込まれていれば、全作業工程に要する時間が最小となるような最適な人員配置を決定し（ステップＳ１１１５）、結果をディスプレイ１０９ａに表示して（ステップＳ１１１６）、処理を終了する。
なお、図１０においては、各フローにおける入出力情報については省略している。
【００６７】
このように、本実施形態に係る人員配置決定装置は、組立時間予測装置で算出された作業者ごとの予測時間に基づいて、組立対象製品の総組立時間が最小になるように、当該作業者の人員配置を作業工程ごとに決定するため、正確な予測時間に基づく効果的な人員配置を行うことができ、作業効率の向上を図ることができる
【００６８】
以上の前記各実施形態により本発明を説明したが、本発明の技術的範囲は実施形態に記載の範囲には限定されず、これら各実施形態に多様な変更又は改良を加えることが可能である。そして、かような変更又は改良を加えた実施の形態も本発明の技術的範囲に含まれる。このことは、特許請求の範囲及び課題を解決する手段からも明らかなことである。
前記各実施形態に関して次の付記を示す。
【００６９】
（付記１）製品の組立時間を予測する組立時間予測装置において、製品を構成する部品に関する部品情報を管理する部品情報管理手段と、前記製品の組立手順に関する組立手順情報を管理する組立手順情報管理手段と、前記部品情報管理手段が管理する部品情報、及び組立手順情報管理手段が管理する組立手順情報に基づいて、各部品についての動作に要した時間に基づく時間特性値を実績情報として管理する実績情報管理手段と、前記実績情報管理手段が管理する実績情報に基づいて、前記各部品を部品特性ごとに分類し、当該分類された部品特性に対する動作種別を抽出し、当該動作種別の各動作についての前記時間特性値から、作業者ごとに作業特性情報を生成する特性情報生成手段と、組立対象製品の部品情報、及び組立手順情報について、前記特性情報生成手段が生成した作業特性情報に基づいて、当該組立対象製品の組立に要する予測時間を作業者ごとに算出する予測時間算出手段とを備える組立時間予測装置。
【００７０】
（付記２）付記１に記載の組立時間予測装置において、任意の一の作業者の前記作業特性情報における部品特性ごとの一の動作種別について、前記実績情報として当該一の動作種別の時間特性値が管理されていない場合に、当該管理されていない一の動作種別についての時間特性値を、当該任意の一の作業者の他の動作種別の時間特性値、及び／又は任意の他の作業者の時間特性値から推定する推定手段を備え、前記予測時間算出手段が、前記推定手段にて推定された情報に基づいて予測時間を算出する組立時間予測装置。
【００７１】
（付記３）付記１又は２に記載の組立時間予測装置において、前記部品特性が、部品の形態、サイズ、重さ、比重、硬度、及び材質の少なくとも一から抽出される特性である組立時間予測装置。
【００７２】
（付記４）付記１ないし３のいずれかに記載の組立時間予測装置において、前記部品特性には使用する工具の特性が含まれ、前記動作種別には使用する工具に対する動作種別が含まれる組立時間予測装置。
【００７３】
（付記５）付記１ないし４のいずれかに記載の組立時間予測装置で算出された作業者ごとの予測時間に基づいて、組立対象製品の総組立時間が最小になるように、当該作業者の人員配置を作業工程ごとに決定する人員配置決定装置。
【００７４】
（付記６）製品の組立時間を予測する組立時間予測方法において、製品を構成する部品に関する部品情報、及び当該製品の組立手順に関する組立手順情報に基づいて、各部品についての動作に要した時間に基づく時間特性値を実績情報として管理し、当該実績情報に基づいて、前記各部品を部品特性ごとに分類し、当該分類された部品特性に対する動作種別を抽出し、当該動作種別についての前記時間特性値から、作業者ごとに作業特性情報を生成する特性情報生成ステップと、組立対象製品の部品情報、及び組立手順情報について、前記特性情報生成ステップで生成された作業特性情報に基づいて、当該組立対象製品の組立に要する予測時間を作業者ごとに算出する予測時間算出ステップとを含む組立時間予測方法。
【００７５】
（付記７）付記６に記載の組立時間予測方法において、任意の一の作業者の前記作業特性情報における部品特性ごとの一の動作種別について、前記実績情報として当該一の動作種別の時間特性値が管理されていない場合に、当該管理されていない一の動作種別についての時間特性値を、当該任意の一の作業者の他の動作種別の時間特性値、及び／又は任意の他の作業者の時間特性値から推定する推定ステップを含み、前記予測時間算出ステップが、前記推定ステップにて推定された情報に基づいて予測時間を算出する組立時間予測方法。
【００７６】
（付記８）付記６又は７に記載の組立時間予測方法において、前記部品特性が、部品の形態、サイズ、重さ、比重、硬度、及び材質の少なくとも一から抽出される特性である組立時間予測方法。
【００７７】
（付記９）付記６ないし８のいずれかに記載の組立時間予測方法において、前記部品特性には使用する工具の特性が含まれ、前記動作種別には使用する工具に対する動作種別が含まれる組立時間予測方法。
【００７８】
（付記１０）付記６ないし９のいずれかに記載の組立時間予測方法で算出された作業者ごとの予測時間に基づいて、組立対象製品の総組立時間が最小になるように、当該作業者の人員配置を作業工程ごとに決定する人員配置決定方法。
【００７９】
（付記１１）製品の組立時間を予測するようにコンピュータを機能させるための組立時間予測プログラムにおいて、製品を構成する部品に関する部品情報を管理する部品情報管理手段、前記製品の組立手順に関する組立手順情報を管理する組立手順情報管理手段、前記部品情報管理手段が管理する部品情報、及び組立手順情報管理手段が管理する組立手順情報に基づいて、各部品についての動作に要した時間に基づく時間特性値を実績情報として管理する実績情報管理手段、前記実績情報管理手段が管理する実績情報に基づいて、前記各部品を部品特性ごとに分類し、当該分類された部品特性に対する動作種別を抽出し、当該動作種別の各動作についての前記時間特性値から、作業者ごとに作業特性情報を生成する特性情報生成手段、組立対象製品の部品情報、及び組立手順情報について、前記特性情報生成手段が生成した作業特性情報に基づいて、当該組立対象製品の組立に要する予測時間を作業者ごとに算出する予測時間算出手段としてコンピュータを機能させるための組立時間予測プログラム。
【００８０】
（付記１２）付記１１に記載の組立時間予測プログラムにおいて、任意の一の作業者の前記作業特性情報における部品特性ごとの一の動作種別について、前記実績情報として当該一の動作種別の時間特性値が管理されていない場合に、当該管理されていない一の動作種別についての時間特性値を、当該任意の一の作業者の他の動作種別の時間特性値、及び／又は任意の他の作業者の時間特性値から推定する推定手段としてコンピュータを機能させ、前記予測時間算出手段が、前記推定手段にて推定された情報に基づいて予測時間を算出する組立時間予測プログラム。
【００８１】
（付記１３）付記１１又は１２に記載の組立時間予測プログラムにおいて、前記部品特性が、前記部品特性が、部品の形態、サイズ、重さ、比重、硬度、及び材質の少なくとも一から抽出される特性である組立時間予測プログラム。
【００８２】
（付記１４）付記１１ないし１３のいずれかに記載の組立時間予測プログラムにおいて、前記部品特性には使用する工具の特性が含まれ、前記動作種別には使用する工具に対する動作種別が含まれる組立時間予測プログラム。
【００８３】
（付記１５）付記１１ないし１４のいずれかに記載の組立時間予測プログラムで算出された作業者ごとの予測時間に基づいて、組立対象製品の総組立時間が最小になるように、当該作業者の人員配置を作業工程ごとに決定する人員配置決定プログラム。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】第１の実施形態に係る組立時間予測装置のハードウェア構成図である。
【図２】第１の実施形態に係る組立時間予測装置の機能ブロック図である。
【図３】実績情報管理部が管理する実績情報の一例を示す図である。
【図４】特性情報作成部が作成する特性情報の一例を示す図である。
【図５】第１の実施形態に係る組立時間予測装置の動作を示す第１のフローチャートである。
【図６】第１の実施形態に係る組立時間予測装置の動作を示す第２のフローチャートである。
【図７】第１の実施形態に係る組立時間予測装置の処理結果を示す図である。
【図８】第２の実施形態に係る組立時間予測装置の動作を示すフローチャートである。
【図９】その他の実施形態に係る人員配置決定装置の機能ブロック図である。
【図１０】その他の実施形態に係る人員配置決定装置の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８５】
１  コンピュータ
１０１  ＣＰＵ
１０２  ＲＡＭ
１０３  ＲＯＭ
１０４  フラッシュメモリ
１０５  ＨＤ
１０６  ＬＡＮカード
１０７  マウス
１０８  キーボード
１０９  ビデオカード
１０９ａ  ディスプレイ
１１０  サウンドカード
１１０ａ  スピーカ
１１１  ドライブ
２００  組立時間予測装置
２０１  製品情報
２１０  部品情報管理部
２２０  組立手順管理部
２３０  実績情報管理部
２４０  特性情報作成部
２５０  予測時間算出部
２６０  測定データ
２７０  特性情報
３０１  部品番号
３０２  備考
３０３  サイズ
３０４  動作
３０５  変移量
３０６  実測時間
１０００  人員配置装置
１０１０  配置決定部
【図１】
2010079533.tif 000003
【図２】
2010079533.tif 000004
【図３】
2010079533.tif 000005
【図４】
2010079533.tif 000006
【図５】
2010079533.tif 000007
【図６】
2010079533.tif 000008
【図７】
2010079533.tif 000009
【図８】
2010079533.tif 000010
【図９】
2010079533.tif 000011
【図１０】
2010079533.tif 000012